x86_64 Linux汇编中logical AND的实现方法

逻辑运算的核心前提是先将任意输入值归一化为严格的0（逻辑假）或1（逻辑真），再做运算。你之前遇到按位与和逻辑非行为不对齐的问题，根源是直接对未归一化的原始整数值做运算，且你当前用x < 1实现的逻辑非本身不符合通用逻辑语义——有符号比较下所有负数都会判定为小于1，会把非0的负数错判为逻辑假。 #

方案1：标准语义实现（对齐C/绝大多数通用逻辑规则：非0即真，0即假） #

首先修正逻辑非的实现，替换掉有问题的x < 1写法：

; 输入遵循x86_64 System V调用约定：rdi = 第一个参数x
; 输出al = !x
logical_not:
    test    rdi, rdi  ; 按位与x自身，仅当x全0时置ZF=1，不修改原x值
    setz    al        ; ZF=1时al=1（x为0，!x为真），否则al=0（x非0，!x为假）
    ret

该实现对正数、负数一视同仁，只要值非0就判定为逻辑真，符合通用编程逻辑预期。
对应的逻辑与有两种成熟实现：

• 分支实现：逻辑直白，代码量小

; 输入：rdi = a, rsi = b
; 输出al = a && b
logical_and:
    test    rdi, rdi
    jz      .ret_false  ; a为0直接返回假
    test    rsi, rsi
    setnz   al          ; b非0则返回1，否则返回0
    ret
.ret_false:
    xor     eax, eax
    ret

• 无分支实现：无跳转开销，性能更优

logical_and:
    xor     eax, eax
    test    rdi, rdi
    setnz   dl        ; 归一化a：非0则dl=1，否则dl=0
    test    rsi, rsi
    setnz   al        ; 归一化b：非0则al=1，否则al=0
    and     al, dl    ; 对两个0/1值做按位与，结果等价于逻辑与
    ret

这里的and指令操作的是已经归一化到0/1的值，不会出现负数判定异常的问题。

方案2：对齐你现有逻辑非的特殊语义 #

如果你有特殊业务需求，必须保持“值大于等于1为逻辑真，值小于1（含0、所有负数）为逻辑假”的判定规则，和你当前的x < 1逻辑非实现完全对齐，可使用以下无分支逻辑与实现：

; 输入：rdi = a, rsi = b
; 输出al = a && b，判定规则对齐x<1的逻辑非
logical_and_aligned:
    xor     eax, eax
    cmp     rdi, 1
    setge   dl        ; a >=1则dl=1，否则dl=0
    cmp     rsi, 1
    setge   al        ; b >=1则al=1，否则al=0
    and     al, dl    ; 两个归一化值按位与得到结果
    ret

关键说明 #

不要直接对原始输入值使用二进制and指令做逻辑运算——原始整数可能是负数、大于1的正数，直接按位与的结果不会自动归一化到0/1区间，必然出现逻辑判定错误。所有逻辑运算都要先把输入按你定义的规则转换成0或1，再做按位运算即可得到正确结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user17411100